(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷的制备、力学性能及氧化行为研究

作者：陈晶晶; 黄章益; 齐建起; 邓貌; 石阳; 胡春峰; 王皓民^*

来源：硅酸盐通报, 2022, 41(06): 2117-2125.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20220407.001

• 高熵陶瓷
• (Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C
• 高温力学性能
• 放电等离子烧结
• 纳米压痕
• 氧化行为

本文通过对碳化物粉末进行放电等离子烧结(SPS),成功制备了(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷(HECs),系统研究了HECs的微观结构演变、力学性能和氧化行为。结果表明，单相HECs的形成温度为1 800℃,低于已报道的HECs烧结温度。1 900℃烧结的陶瓷晶粒细小，平均晶粒尺寸约7.5μm,元素分布均匀，相对密度高达99.2%。1 800℃和1 900℃烧结的HECs的室温显微硬度值分别为30.9 GPa和33.2 GPa,断裂韧性值分别为(4.6±0.24) MPa·m1/2和(4.5±0.31) MPa·m1/2,高于大多数已报道的HECs。原位高温纳米压痕试验结果表明，HECs的硬度随温度的升高而降低，当温度达到500℃时，1 800℃和1 900℃烧结的陶瓷硬度分别下降到21.9 GPa和22.2 GPa,具有突出的高温稳定性。此外，HECs在温度低于500℃时无明显氧化，当温度超过650℃时会发生明显氧化，氧化速率随温度升高而增加。

• 单位
  西南交通大学; 高等研究院; 成都大学